实施高效节水灌溉对地下水超采的影响分析

实施高效节水灌溉 对地下水超采的影响分析

张宁宁

河北省水利水电第二勘测设计研究院，河北 石家庄 050021

1前 言

河北省是一个严重的资源型缺水省份，长期以来，地下水一直是河北省主要供水水源，占总供水量的73%；因此减少地下水开采，实施节水灌溉方式是十分必要的。本文将管灌、小管出流、喷灌灌溉方式分别于传统灌溉方式相比较，得知大田作物在实施高效节水灌溉后，不仅能有效地减少地下水开采量，节约水资源，而且还能产生一定的经济、生态及环境效益。

2节水量分析

根据《南宫市2017年度地下水超采综合治理地下水高效节水灌溉项目实施方案》，项目区设计节水灌溉面积65584亩，作物复种指数为1.37。项目地区传统灌溉方式为大水漫灌，其灌溉水利用系数很低，约为0.63。本文选用不同灌溉方式相对应的大田作物冬小麦、夏玉米、棉花、果树作物为设计对象，其中冬小麦、夏玉米使用喷灌灌溉方式、棉花使用管灌灌溉方式、果树使用小管出流灌溉方式；喷灌的灌溉水利用系数为0.855、管灌的灌溉水利用系数为0.8、小管出流的灌溉水利用系数为0.9^[1]。不同水文年份下不同作物的净灌水定额根据河北省《用水定额》^[2]取值；不同水文年份下不同作物的需水量表见表1所示。

表1 不同水文年份下不同作物的需水量表

注：毛灌水定额=净灌水定额/灌溉水利用系数；用水量=毛灌水定额×面积/10000.

由表可知，可得出以下结论：

（1）无论何种灌溉方式，水文年份P=75%的用水量总高于水文年份P=50%的用水量。

（2）在传统灌溉方式下：P=50%的用水总量为1442.73万m³，亩均灌溉用水量为163.59m³/亩；P=75%的用水总量为2024.59万m³，亩均灌溉用水量为229.56m³/亩。在高效节水灌溉方式下：P=50%的用水总量为1093.14万m³，亩均灌溉用水量为123.95m³/亩；P=75%的用水总量为1533.92万m³，亩均灌溉用水量为173.93m³/亩。

3效益分析

3.1节水效益

通过高效节水灌溉项目建设，灌溉水利用系数从0.63提高到0.8～0.9。P=50%年份亩均用水量由163.59m³降低到123.95m³，每年可节约用水349.59m³；P=75%年份亩均用水量由229.56m³降低到173.93m³，每年可节约用水490.67m³。由此可见，采用高效节水灌溉方式较传统灌溉方式相比较，能显著减少地下水的开采量，节约用水。

3.2经济效益

（1）增产效益

高效节水工程实施后，灌溉水量较有保证，可有效防止土壤板结，促进作物生长，对农业生产有明显增产效果。据当地以往项目实施情况，每亩可增产小麦25~35 kg，玉米25~35 kg，按每千克2.0元计；棉花每亩可增产5~8kg，按每千克8元计，则项目区粮食作物增收约301.94万元，经济作物增收约195.62万元；项目区总增收497.56万元。

（2）省工效益

该项目投入使用后，可大量节省劳力，现状每亩年用4个工日，项目建成后可节省1个工日，共节省1×65584亩=65584个工日，每个工日按50元计算，项目建成后可实现省工效益327.92万元。

高效节水项目实施后，年增产效益为497.56万元，省工效益为327.92万元，总经济效益约825.48万元，可为农民增加实惠，在经济上是合理的。

3.3生态及环境效益

项目实施后，可大幅提高灌溉水利用效率，实现农业节水、节能，减少地下水资源开采量，实现地下水压采量349.59～490.67万m³/a，有利于水资源的可持续利用，使农村水环境得到涵养，生态环境得到有效改善，从而促进农村社会、经济、生态的和谐发展。另外，项目实施后，可以根据土壤质地的轻重和透水性强弱来调整水量大小和强度，不破坏土壤的团粒结构，不产生地表径流，避免了深层渗漏，减少了灌溉用水量。同时可调节田间小气候，增加近地表层的空气温度，在高温的夏季可起到降温作用，在寒冷的时候，可以降霜冻，因此可给农作物创造良好的生长环境。

4结论与建议

（1）不同的作物有不同的净灌溉用水定额，不同的作物适合一定的灌溉方式，冬小麦、夏玉米适合采用管灌灌溉方式与喷灌灌溉方式，棉花适合管灌灌溉方式，果树适合小管出流灌溉方式。

（2）项目实施高效节水灌溉后，灌溉水利用率从0.63提高到0.8～0.9，可减少地下水开采量349.59～490.67万m³/a，能显著减少地下水的开采量；年增产效益为497.56万元，省工效益为327.92万元，总经济效益约825.48万元，可为农民增加实惠，在经济上是合理的。

（3）项目实施后，有利于水资源的可持续利用，使农村水环境得到涵养，生态环境得到有效改善，从而促进农村社会、经济、生态的和谐发展。

（4）由于项目建设管理工作量较大，应建立组织协调机制，成立由相关部门一把手为成员的地下水超采综合治理项目建设领导小组。建立领导小组各成员单位主要负责人联席会议制度，定期研究地下水超采综合治理项目建设和工作中的相关事宜。

参考文献：

[1] 灌溉与排水工程设计标准.GB50288-2018.

[2] 用水定额.第一部分：农业用水.DB12/T1161.1-2009.